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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bürde für Stromwandler


Autor: Johannes (Gast)
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Hi,

angenommen ich habe einen Stromwandler (selbstgebastelt aus einem 
Ringkern einer Drossel aus den Mainboard) mit Wicklungsverhältnis 2:30.
Wie groß/klein muss ich dann die Bürde wählen, damit ich an der 
Sek.wicklung eine Spannung abgreifen kann?

Autor: Otto (Gast)
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Hallo Johannes,

das kommt auf den Strom und die gewünschte Spannung an:

bei einem Verhältnis 2:30 = 1:15 entsprechen

1A primär 0,066 A sekundär

möchtest Du bei 1 A eine Spannung von beispielsweise
5V erreichen, benötigst Du

R = U / I = 5V / 0,66A = 75 Ohm

Gruss Otto

Autor: Noname (Gast)
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Wie hoch soll denn deine Aussteuerung auf der Sekundärseite sein?
Angenommen Du hast das Teil für 15A ausgelegt, dann bekommst Du auf der 
Sekundärseite 2*15A/30A = 1A. Nach Ohm brauchst Du dann für 2V Signal:
R=U/I = 2Ohm. Bitte das Teil nicht ohne Bürde betreiben, es können hohe 
Spannungen entstehen. Und dran denken 15Arms = 42Ass!

Autor: Johannes (Gast)
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> Und dran denken 15Arms = 42Ass!

Ja. Das hatte ich vergessen zu fragen:

Wenn ich dann die eine Seite der Bürde auf GND lege, dann bekomm ich ja 
am anderen Anschluss Wechselspannung. Da macht sich natürlich für einene 
Mikrocontroller ganz schlecht.
Was soll ich da machen? Auf die Clamp-Dioden im ATmega vertrauen? 
Präzisionsgleichrichter mit OPV und dann ein Tiefpass? Dimensionierung 
davon?

Autor: Otto (Gast)
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Hallo johannes,

willst Du nur Schwellen detektieren oder messen ?

Otto

Autor: Oschi (Gast)
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@Johannes,
und die Buerde an der einen Seite auf Vcc/2 legen ?

O.

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
Vorschlag siehe Anhang.
Die beiden Zener können auch 1 bipolare oder 2 unipolare 
Suppressordioden sein, Schutz bei Fehlern im Gleichrichter und 
Stromspitzen.
Die UF der Gleichrichterdioden sollte keine Rolle spielen, da 
eingeprägter Strom.
Bürdewiderstand R1 entsprechend Strom und Messbereich.
Spitzenwertdiode und Tiefpass nach eigenem Gusto.
Arno

Autor: Johannes (Gast)
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Danke an Arno, kann mal jemand überprüfen ob die Erklärung so stimmt:

Also das sine-Ding stellt jetzt mal die Enden des Übertragers 2:30 (oder 
so) dar. Die Zener-Dioden schließen dann jede Spannung kurz die die 
Zenerspannung übersteigt. (Was macht der 1R-Widerstand da drin?) Dann 
kommt die Grätz-Gleichrichterbrücke die mir am Widerstand R10 dann einen 
gepulsten Gleichstrom gibt.
Jo, und was macht jetzt der rechte Zweig da genau?

Autor: Otto (Gast)
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Ja - ich denke, so ist es - der 1 Ohm Widerstand begrenzt
den Strom auf ein für die ZD verträglichen Strom - und der
"ganz rechte Teil" sorgt dafür, dass auch im Fehlerfall
nur positive Spannung und keine HF an den Controller kommt.

Otto

Autor: Otto (Gast)
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Arno hat es ja oben geschrieben:

>Bürdewiderstand R1 entsprechend Strom und Messbereich.
>Spitzenwertdiode und Tiefpass nach eigenem Gusto.

Otto

Autor: Johannes (Gast)
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Spitzenwertdioden sind ja dann D5 und D6, oder? Da nehme ich für µC 5V, 
oder?
Bei den Schottky-Dioden ist es doch eigentlich egal, welche ich nehme 
solange  D1-D4 den entsprechenden Strom aushalten, oder?

Autor: Otto (Gast)
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D7      = ist Spitzenwert
D5, D6  = sind Zenerdioden - richtig 5V bzw 4V7
D1 - D4 = müssen den Strom aushalten - richtig

Gruss Otto


Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
Spitzenwertdiode ist D7. Den R1 musst du so berechnen, dass bei 
maximalem Strom die Spannung an R1 die zulässige Eingangsspannung des 
ADC nicht überschreitet. Anschliessend musst du entweder einen 
sauschnellen ADC, ein Tiefpassfilter oder einen Spitzenwertdetektor (mit 
einfacher Diode oder mehr) dranhängen, um vernünftige Werte zu erhalten.

Nach dieser Maximalspannung ist auch die Schutzkombination am Eingang 
auszulegen, Dioden und Widerstand müssen ebenfalls den maximalen Strom 
vertragen können.

Von welchem Frequenzbereich reden wir hier eigentlich, 50Hz oder SNT?

Arno

P.S. Danke, Otto. Ich habe zu lange geschrieben.

Autor: Johannes (Gast)
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> Von welchem Frequenzbereich reden wir hier eigentlich, 50Hz oder SNT?

50Hz

> Spitzenwertdiode ist D7.

Leider erschließt sich mir nicht deren Funktion.

Autor: Otto (Gast)
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Der Kondensator lädt sich auf die Spitzenspannung der Wellenform (in 
diesem Fall Sinus) auf

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Mit Ringkern aus einem SNT wird der Wandler mit hoher Wahrscheinlichkeit 
bei 50Hz keine brauchbaren Ergebnisse liefern.

Die Bürde von (50Hz) Stromwandlern wird üblicherweise in Watt angegeben 
und bedeutet dann Leistung im Abschlusswiderstand bei Nennstrom.

Ein Ringkern-Wandler von 5W Nennbürde hat allerdings (mit Wicklung) 
schon ca. 80 bis 90mm Außendurchmesser, kleinere Kerne entsprechend dem 
Gewichtsverhältnis (nicht Durchmesser) weniger.
Auf einem Kern dieser Größe wird mit ca. 250AW gearbeitet, d.h. das 
Produkt aus Strom und Windungszahl ist 250.

Ich habe jetzt nicht im WIKI nachgesehen, schätze aber, dass da auch 
einiges über Stromwandler zu finden sein wird.

Autor: Johannes (Gast)
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> Mit Ringkern aus einem SNT wird der Wandler mit hoher Wahrscheinlichkeit
> bei 50Hz keine brauchbaren Ergebnisse liefern.

Naja, die war nicht aus einem SNT. Das war so ein Ringkern auf einem 
Mainboard, der nur 6-10 Wicklungen recht dicken Drahtes hatte. 
Funktioniert das damit?


Das mit der Spitzenwertdiode habe ich jetzt verstanden (damit der 
Kondensator nur geladen wird und kein Strom mehr zurückfließt, wenn die 
Spannung am Kondensator größer ist als die Spannung an der Bürde).

Ein Problem denke gibt es da ja noch: Wenn die Spannung an der Bürde 
kleiner wird als die Durchlassspannung der Spitzenwertdiode, dann wird 
der Kondensator gar nicht mehr geladen :-/

Dieses Problem könnte ich ja umgehen, wenn ich den "ganz rechten Teil" 
weglasse und dann direkt an der Bürde mit dem µC messe. Dürfte bei 50Hz 
ja kein Problem sein.

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
der Ringkern stammt ebenfalls aus einem Schaltwandler (Board- zu 
Corespannung?). Vermutlich nicht geeignet.
Ohne Spitzenwertdetektion musst du die Abtastung mit den Spitzenwerten 
der 50Hz synchronisieren und immer 5ms nach Nulldurchgang messen, 
ohmsche Last vorausgesetzt.
Der Spitzenwertdetektor mit Diode war auch eigentlich mehr symbolisch 
gedacht, geht eleganter mit Hilfe eines OPAmp.

Arno

Autor: Johannes (Gast)
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> Vermutlich nicht geeignet.

Ok. Dann werd ich mir da was ordentliches zulegen müssen. Auf welche 
Eigenschaften sollte man achten?

> Ohne Spitzenwertdetektion musst du die Abtastung mit den Spitzenwerten
> der 50Hz synchronisieren

Für Phasenanschnittsteuerung muss man eh irgendwie den 0-Durchgang 
erkennen. Wird an einem Transformator eigentlich die Phase gedreht?

> ohmsche Last vorausgesetzt

Ein PTC ist eine ohmsche Last, oder?

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